SU1523201A1 - Method of rolling tubes on sinking mill and rolling mill tools for effecting same - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано на редукционных станах. Цель изобретени  - повышение производительности и уменьшение расхода металла. При редуцировании трубы в трехвалковых калибрах одновременно с осевым раст жением ее подвергают знакопеременным деформаци м изгиба в черновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубы вогнутостью в сторону горизонтального валка смещением оси калибра относительно стана на расчетную величину. Технологический инструмент дл  осуществлени  способа содержит р д трехвалковых калибров. В каждом калибре, образованном ручь ми трех валков, один валок 1 расположен горизонтально, а два других валка 2 и 3 наклонно. Каждый наклонный валок выполнен с ребордами неравного диаметра. Причем большие по диаметру реборды обращены к ребордам горизонтально расположенного валка. 3 ил, 2 табл.The invention relates to pipe production and can be used on reduction mills. The purpose of the invention is to increase productivity and reduce metal consumption. When a pipe is reduced in three-roll calibers simultaneously with axial stretching, it is subjected to alternating bending deformations in draft calibers in a vertical plane with the direction of pipe bending with concavity towards the horizontal roll by displacing the axis of the gauge relative to the mill by the calculated value. The technological tool for carrying out the method contains a series of three roll gauges. In each caliber formed by the streams of three rolls, one roll 1 is horizontal, and the other two rolls 2 and 3 are inclined. Each inclined swath is made with flanges of unequal diameter. Moreover, the large diameter flange facing the flanges of a horizontal roll. 3 silt, 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано при прокатке труб на не- прерьюных безоправочных станах. The invention relates to pipe production and can be used in tube rolling in non-continuous unbinding mills.

Цель изобретени  - повышение производительности и уменьшение расхода металла„The purpose of the invention is to increase productivity and reduce metal consumption "

На фиг.1 схематически изображен технологический инструмент редукцион- кого стана; на фиг.2 - трехвалковый калибр i-й клети; на фиг.З - то же, (1-1)-й клети,Figure 1 shows schematically the technological tool of the reduction mill; figure 2 - three-roll caliber of the i-th stand; on fig.Z - the same, (1-1) -th stands,

Предлагаемьй способ, осуществл ют на редукционном стане, на котором установлены числа оборотов валков таким образом, чтобы их соотношение при заданных суммарном обжатии и исходных размерах заготовки обеспечивало общее нат жение, позвол кицее по- лучить необходимую величину стенки трубы без учета осевых деформаций, определ емых изгибом. При этом первы и последние калибры устанавливают по оси стана, а внутренние калибры так, чтобы центры их были смещены относительно оси стана в сторону, противоположную валку, ось которого располагаетс  горизонтально. Затем трубу-заготовку задают в валки,, где она про- катьшаетс , подверга сь деформада м изгиба и нат жени  одновременно.The proposed method is carried out on a reduction mill, on which the rotational speeds of the rolls are set so that their ratio at given total reduction and initial dimensions of the billet provides the total tension, allowing the kit to obtain the required size of the pipe wall without taking into account the axial deformations determined bend. In this case, the first and last gauges are set along the mill axis, and the inner gauges so that their centers are offset relative to the mill axis in the direction opposite to the roll, whose axis is horizontal. The billet pipe is then set into rolls, where it is pierced, subjecting the deformation and bending and tensioning simultaneously.

Необходимые величины смещени  ценра калибра определ ют из следуншщх соображений. Трубу рассматривают как балку переменного сечени , т.е. в каждом i-M промежутке между калибрами сечение определ етс  диаметром калибра и стенкой в предьщзгщем калибреThe required magnitudes of the displacement of the gauge center are determined from the following considerations. The pipe is considered as a beam of variable section, i.e. in each i-M gap between gauges, the cross-section is determined by the diameter of the gauge and the wall in the previous caliber

В первом приближении принимают, что труба-балка под действием смещени  (h;) i-ro калибра изгибаетс  по дуге окружности радиусом R, причем окружности, по которым изгибаютс  дв смежных участка балки-трубы, плавно сопр гаютс  (см. фиго1)е,As a first approximation, the tube-beam under the action of displacement (h;) i-ro caliber is bent along an arc of a circle of radius R, and the circles along which two adjacent sections of the tube-beam are bent smoothly mate (see Fig. 1) e,

Из геометрических соотношений величину смещени , определенную как высоту сегмента, образованного окружностью радиуса R и хордой, равной длине 1 межкалибрового промежутка, рассчитывают по формулеFrom the geometric relationships, the magnitude of the displacement, defined as the height of a segment formed by a circle of radius R and a chord equal to the length 1 of the intercalibration gap, is calculated by the formula

I 1I 1

i i i i

где радиус гиба трубы в i-м калибре Rj. R; 250dT;,, ,where is the bend radius of the pipe in the i-th caliber Rj. R; 250dT; ,,,

0 0

5 0 5 о 5 0 5 o

О 5 About 5

5five

d. - диаметр трубы, вход щей в i-й калибр.d. - diameter of the pipe entering the i-th caliber.

В процессе прокатки в промежутках между калибрами труба подвергаетс  воздействию двух силовых факторов - раст жению и изгибу.During the rolling process between the gauges, the pipe is exposed to two force factors - stretching and bending.

Одновременное воздействие нат жени  и изгиба в противоположных направлени х блокирует деформации сжати  за счет смещени  нейтрального сечени  и обеспечивает дополнительную выт жку. Это означает, что обусловленные только напр жени ми нат жени  деформации будут значительно меньше, чем деформации от совместного воздействи  нат жени  и изгибаоThe simultaneous action of tension and bending in opposite directions blocks compressive deformations due to the displacement of the neutral section and provides additional stretching. This means that strain-related strain-only stresses will be significantly less than deformations due to joint stress and bending.

Дл  осуществлени  предлагаемого способа технологический инструмент содержит калибры, образованные ручь - Nffl трех валков, при этом реборды валка 1, ось которого расположена горизонтально , выполнены одинакового диаметра pi, а у валков 2 и 3, оси которых расположены под углом к горизонту , реборды вьтолнены различного диаметра D; , причем больши е по диаметру реборды обращены к реб.ордам горизонтально расположенного валка.To implement the proposed method, the technological tool contains gauges formed by a stream — Nffl of three rolls, while the flanges of roll 1, whose axis is horizontal, are of the same diameter pi, and for rolls 2 and 3, whose axes are at an angle to the horizon, the flanges are different diameter D; , with larger flange facing the reb.ordam horizontal roll.

Такое выполнение инструмента обеспечивает во врем  прокатки смещение калибра относительно оси стана при установке калибров (фиг о 1). Труба захватьюаетс  валками первого калибра , центр которого не смещен, и движетс  по оси стана, затем она попадает во второй калибр и смещаетс  вверх, так как его ось смещена в этом направлении. Затем труба в последующем калибре отклон етс  вниз, из-за чего направление изгиба трубы мен етс  на обратное, так как валок, имеющий горизонтальную ось в трехвалко- вом стане, устанавливаетс  попеременно верхним или нижним.This embodiment of the tool provides during rolling offset caliber relative to the mill axis when installing calibers (Fig about 1). The pipe is gripped by rolls of the first caliber, whose center is not shifted, and moves along the mill axis, then it falls into the second gauge and is shifted upwards, as its axis is shifted in this direction. Then, the pipe in the subsequent caliber deflects downwards, which causes the direction of the bending of the pipe to be reversed, since the roller, having a horizontal axis in a three-roll mill, is alternately set up or down.

Таким образом, технологический инструмент обеспечивает знакопеременные изгибы трубы от калибра к калибру , что и требуетс  дл  осуществлени  предлагаемого способа безоправоч- ной непрерывной прокатки.Thus, the technological tool provides alternating bends of the pipe from gauge to gauge, which is required for carrying out the proposed method of straight-through continuous rolling.

Так как жесткость сечени  прокатываемой трубы на изгиб от начала к концу стана уменьшаетс  вследствие интенсивного уменьшени  диаметра при почти неизменной стенке, то величина смещени  калибра от начала стана к концу также уменьшаетс , а радиусы изгиба К- увеличиваютс  (фиг.1). ЭтоSince the rigidity of the section of the rolled pipe for bending from the beginning to the end of the mill decreases due to an intense decrease in diameter with an almost unchanged wall, the magnitude of the displacement of the caliber from the beginning of the mill to the end also decreases and the bending radii K - increase (Fig. 1). it

объ сн етс  тем, что сечение меньшей жесткости при наименьших значени х воздействующих изгибающих моментов переходит в пластическое состо ние. Фактическа  толщина стенки трубы на выходе из стана, соответствующа  общему фактическому нат жению, определ етс  какThis is explained by the fact that the cross section of lesser rigidity at the lowest values of the acting bending moments passes into the plastic state. The actual wall thickness at the outlet of the mill, corresponding to the total actual tension, is defined as

«акт"Act

USUS

иand

н где S толщина стенки, получаема  на выходе стана, щего сwhere S is the wall thickness obtained at the outlet of the mill, s

., работаю- нат жением Z, рассчитанным без учета изгиба;., working-tension Z, calculated without bending;

&5ц - дополнительное от введени  перегибов трубы утонение стенкио& 5z - additional wall thinning due to the introduction of pipe bends

Проверку эффекта по влени  дополнительной выт жки от наложени  изгибов трубы при ее безоправочной прокатке с нат жением провели на простейшей лабораторной установке Эта установка представл ла собой прокатную клеть, дуо, на валках которой нарезаны ручьи, образующие овальный калибр. Переднее и заднее нат жение создавалось грузами, закрепленными на канатах, которые через блоки соедин лись с концами прокатьшаемой трубы . Смещение центра калибра h|. от ос стана моделировалось смещением .осей блоков по вертикальной оси. Это смещение фиксировалось в виде угла между осью трубы, вход щей (или выход щей ) из блоков, и горизонтальной осью, проход щей через центр калибра образованного ручь ми валков прокатной клети.The test of the effect of the appearance of additional stretching from the imposition of pipe bends during its straight-line rolling with tension was carried out in a simple laboratory setup. This installation consisted of a rolling stand, duo, on whose rolls the streams forming an oval gauge were cut. The front and rear tensions were created by loads fixed to the ropes, which were connected to the ends of the pipe to be painted through the blocks. The displacement of the center of the caliber h |. from the mill was modeled by the displacement of the axes of the blocks along the vertical axis. This displacement was recorded as an angle between the axis of the pipe entering (or leaving) the blocks and the horizontal axis passing through the center of the gauge formed by the strands of rolls of the rolling stand.

Медна  холоднот нута  трубка размером 4,95x0,636 мм, имек ца  предел текучести G , равный 23,20 кг/мм , и предел прочности , равный 25,58 кг/мм , прокатьюалась в калибре , имеющем высоту 4,38 мм и ширину 4,68 мм (средний диаметр калибра 4,52 мм), что соответствует обжатию (т), равному 8,48%. Нат жение созда вапось посто нными грузами (набором калиброванных гирь) 47,5 и 52,5 кг, причем переднее и заднее нат жение дл  конкретного эксперимента создавалось одинаковыми грузами. The copper cold chickpea tube is 4.95x0.636 mm in size, the specimen is the yield strength G, equal to 23.20 kg / mm, and the tensile strength equal to 25.58 kg / mm, was rolled into a caliber having a height of 4.38 mm and a width 4.68 mm (average caliber diameter 4.52 mm), which corresponds to a reduction (t) equal to 8.48%. The tension is created by a constant load (a set of calibrated weights) of 47.5 and 52.5 kg, with the front and rear tension for a particular experiment being created by the same weights.

Осева  деформаци  фиксировалась замером штангенциркулем рассто ний между нанесенными на наружной поверхности трубы рисками, а также измереAxial deformation was recorded by measuring with a caliper the distance between the risks applied on the outer surface of the pipe, as well as measuring

00

5five

00

5five

00

5 0 55 0 5

5five

00

ни ми поперечного сечени  трубы до и после прокатки микрометром„tube cross section before and after rolling with a micrometer „

Результаты экспериментов представлены в табЛо1 оThe results of the experiments are presented in tabLo1 o

Из табл.1 видно, что осева  деформаци  трубы возрастает по мере роста нат жени  и при наложении изгибов трубы в калибре. Так, осева  деформаци  при нат жении грузами 47,5 кг со смещением калибра относительно оси стана, что задавалось углом выхода переднего конца трубы из калибра, равным 17,0°, и входом под углом 15,5°, больше, чем эта же деформаци  без смещени  калибра, на величину 1,42%. Аналогична  картина наблюдаетс  и при прокатке с нат жением, обеспечиваемым грузами весом 52,5 кг Осева  деформаци  трубы 5, прокатываемой с изгибом, больше , чем трубы 4, прокатываемой без изгиба, на 1,44%.From Table 1 it can be seen that the axial deformation of the pipe increases with increasing tension and with the application of pipe bends in caliber. Thus, the axial deformation during tension with weights of 47.5 kg with a displacement of the caliber relative to the mill axis, which was specified by the angle of exit of the front end of the pipe from the caliber equal to 17.0 ° and the entrance at an angle of 15.5 °, is greater than the same deformation without displacement of caliber, by 1.42%. A similar pattern is observed when rolling with tension, provided with weights of 52.5 kg. Axial deformation of pipe 5, rolled with a bend, is more than pipe 4, rolled without bending, by 1.44%.

Таким образом, проведенные лабораторные исследовани  показали наличие дополнительной осевой выт жки трубы при введении изгибов при безоправочной прокатке. В этих исследовани х использовались малые величины пластического нат жени  Z „, (см„Thus, laboratory studies have shown the presence of additional axial stretching of the pipe when introducing bends during roll-up rolling. In these studies, small values of plastic tension Zn were used (cm „

ОВиOVI

табл.1) и бьии получены относительно большие дополнительные деформации выт жки. Экстраполиру  полученные результаты на случай гор чей безоп- равочной прокатки труб с пластическим нат жением 0,40-0,75, определ ют дополнительную осевую выт жку от изгиба трубы в пределах одного калибра, равную 1,5-2,0%.Table 1) and beats obtained relatively large additional deformations of the draw. Extrapolating the results obtained in the case of hot, smooth rolling of pipes with plastic tension of 0.40-0.75, determines the additional axial stretch from the bend of the pipe within one caliber, equal to 1.5-2.0%.

Дополнительна  выт жка от изгибов трубы при прокатке с нат жением, котора  реализуетс  в предлагаемом способе, позвол ет повысить производительность трубопрокатного агрегата и снизить удельный расход металла .Additional stretching from pipe bends during rolling with tension, which is implemented in the proposed method, allows to increase the productivity of the tube-rolling unit and reduce the specific metal consumption.

В табЛо2 представлены элементы вапьцетабел  прокатки трубы размером ,5 мм, построенного с использованием известной технологии и по предлагаемому способу.The tabLo2 presents the elements of the rolling strip of a pipe, 5 mm in size, constructed using known technology and the proposed method.

Как видно из табл.2, производительность предлагаемого способа при прокатке трубы размером ,5 мм выше на 7,7%, чем у известного способа. Это повьш1ение производительности достигаетс  возможностью прокатки более толстостенной трубы после непрерывного стана, более толстостенной гильзы и увеличением длины заготовки, кото 1523201As can be seen from table 2, the performance of the proposed method for rolling a pipe with a size of 5 mm is 7.7% higher than that of the known method. This increase in productivity is achieved by the possibility of rolling a thicker pipe after a continuous mill, a thicker sleeve and an increase in the length of the workpiece, which is 1523201

рые определ ютс  повышенной выт жной где радиус гиба трубы в i-м калибре способностью редукционного стана. станаThese are determined by the increased exhaust where the radius of the bending of the pipe in the ith caliber is the capacity of the reduction mill. camp

Claims (2)

Формула изобретени  Invention Formula 1 Способ прокатки труб на редук- ционном стане, включающий деформахщю с уменьшением диаметра трубы в черно вых и чистовых трехвапковых калибрах с осевым раст жением трубы между ка- либрами, отли чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и уменьшени  расхода металла , трубу подвергают знакоперемен ной деформации изгиба в черновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубы вогнутостью в сторону валка, расположенного горизонтально , а величину смещени  оси трубы hj относительно оси стана в сечении выхода из калибров устанавливают из соотношени 1 A method of rolling tubes in a reduction mill, including deforming with a decrease in pipe diameter in black and finishing three-wrap gauges with axial stretching of the pipe between gauges, distinguished by the fact that, in order to increase productivity and reduce metal consumption, the pipe is subjected to alternating deformation of bending in draft calibers in the vertical plane with the pipe bending direction of concavity towards the roll located horizontally, and the displacement of the axis of the pipe hj relative to the mill axis in the output section and caliber set of ratio h;h; R; - -1)R; - -one) в;at; R; 250dT., , R; 250dT.,, . i 5 0 . i 5 0 1-11-1 в;at; 5five рассто ние между калибра- МИ f мм}spacing between gauge-f mm} диаметр трубы, вход щей в i-й калибру радиус горизонтального валка по вершине i-ro калибра , мм.diameter of the pipe entering the i-th caliber horizontal roll radius along the vertex of the i-ro caliber, mm. 2. Технологический инструмент дл  прокатки труб на редукционном стане, содержащий последовательно расположенные калибры уменьшающегос  по ходу прокатки диаметра, образованные ручь ми трех валков, из которых один валок расположен горизонтально, а два других - наклонно, отличающийс  тем, что каждый наклон- ЙШ валок выполнен с ребордами неравного диаметра, причем большие по ди-. аметру реборды обращены к ребордам горизонтально расположенного валка.2. Technological tool for rolling tubes on a reduction mill containing successively placed gauges of diameter decreasing in the course of rolling, formed by streams of three rolls, one roll of which is horizontal, and the other two are inclined, characterized by the fact that each inclined horizontal roller is with unequal diameter flanges, and large in di-. The diameter of the flange faces the flanges of a horizontal roll. rr ГR оabout Ol MOl m Ot enOt en ss 1Л1L fflffl inin J5J5 5five   « Г4 ve"G4 ve toto MM емeat -- inin CMCM mm ГМGM O O tt inin 4 M4 M ГМGM (Ч(H toto COCO in toin to оabout tktk toto inin soso о воabout in емeat inin Г4G4 mm mm CMCM оabout in nin n оabout toto о toabout to « «I у““ I have i-li-l s X t к n .s X t to n. a « о ( X -a a "o (xa §0) «1 e eg e и v- §0) "1 e eg e and v-